日本鋼企強化汽車用鋼與成形技術研發

為強化汽車用鋼材料與技術研發能力,JFE鋼鐵公司鋼鐵研究所在東日本制鐵所千葉地區設立了客戶解決方案實驗室(Customers Solution Lab:CSL)將其作為與汽車領域用戶共同研究的機構,到2015年,CSL已成立10年。JFE鋼鐵公司在與用戶共同實現安全、舒適的汽車制造理念下,在業界率先設立了汽車用鋼與技術專門研究機構。CSL通過工藝開發、組織控制、成形、接合技術、性能評價等方面的解決方案,迄今為止已涉及了數百項共同開發項目,為深化EVI(從新型汽車開發初期開始介入規劃、提案)活動作出了貢獻。

CSL研發的新材料之一,就是同時具有高延展性和高擴孔性的980MPa級冷軋高強鋼板。采用獨有的熱處理技術控制金屬組織,將具有中間硬度的相分散在富有延展性的軟質相和承擔強度的硬質相中,降低了進行延展翻邊成形時成為缺陷源的硬度差,從而開發出實現復雜形狀部件高強度化的高強鋼。

近年來,隨著沖擊安全基準的提高和車內舒適裝備的增加,導致車身重量增加。提高沖擊安全性能與實現車體輕量化的要求越來越高,急需擴大高強鋼產品陣容。一般而言,當980MPa級鋼板替換板厚1.6mm的270MPa級鋼板實現減薄時,重量可降低30%,而用1470MPa級替換則可減重40%。
CSL的研發領域不僅停留在生產工藝和材料開發上,還涉及材料的成形、焊接等薄板加工領域。這也是CSL的特征,確立能彌補材料欠缺的壓力加工和焊接技術,率先進行新材料利用技術的開發,大大促進了高強鋼的推廣應用。

例如,材料的強度越高發生回彈的幾率越高,CSL獨立開發出了最大限度抑制這種現象的模擬技術。最近,CSL開發出了將難于加工部件用兩階段完成壓力加工的技術,第一階段是根據理論計算出的最恰當形狀進行“預成形”,第二階段才是加工成形。

在汽車領域,就鋼鐵企業承擔的責任而言,以往是根據用戶提出的“需要某種特性的材料”進行開發,已經逐步向著由CSL將材料的應用技術結合材料、部件一起為用戶提出配套方案方向發展。目前已涉及根據車體性能分析進行設計支援和結構提案等,今后將更進一步對汽車制造提出方案。

汽車的沖擊安全基準今后將愈加嚴格。除正面碰撞屈服強度外,對抵抗斜面和側面沖擊的強度也開始受到重視,因此計劃引進新的試驗機,強化車體性能評價功能。

2014年10月,JFE鋼鐵公司又在日本西部福山地區設立汽車領域研究開發基地——客戶中心福山基地(Customers Center Fukuyama:CCF),確立了東西協同創新體制。為東西部的汽車企業和汽車零部件企業等用戶開展更細致的EVI活動。